重金属污染事件

问题讨论二：重金属污染事件制作者：白贞目录事件缘由重金属的定义重金属的危害重金属的检测方法原子吸收法（AAS）重金属污染的预防事件缘由自2009至2010年间，全国共发生重金属污染事件31起，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴、砷等进入大气、水、土壤，造成严重的环境污染。在这些被污染环境中生长的生物作为食物进入人体后，就会在体内沉积，如果长期食用，体内重金属沉积超过一定量后，就会造成重金属中毒。此外，长期暴露在被被重金属污染的空气中、或饮入含重金属的水也会导致中毒。什么是重金属？＊重金属原义是指比重大于5的金属，包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。＊对什么是重金属目前尚无严格的定义，化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。＊从环境污染方面所说的重金属是指：汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。＊对人体毒害最大的有5种：铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。＊重金属有毒非金属物质：砷、氟、氰等。重金属污染的蘑菇重金属污染严重莲花山水库重金属污染的柑橘重金属污染的海域重金属的定量检测方法§、紫外可分光光度法（UV）§、原子吸收法（AAS）§、原子荧光法（AFS）§、电感耦合等离子体法（ICP）§、Ｘ荧光光谱（XRF）§、电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）日本和欧盟国家有的采用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）分析，但对国内用户而言，仪器成本高。也有的采用Ｘ荧光光谱（XRF）分析，优点是无损检测，可直接分析成品，但检测精度和重复性不如光谱法。最新流行的检测方法--阳极溶出法，检测速度快，数值准确，可用于现场等环境应急检测。原子吸收光谱法（AAS）1、实验仪器：火焰原子吸收光谱仪和适合的乙炔，空气、鼓风烘箱，能维持105±2℃、适用于实验用的离心机、机械搅拌器、pH计和电极、微孔滤纸：孔径4.5um、马弗炉和电热板水浴，能恒温在23±2℃、容量瓶、滴定管、试剂瓶、离心管、滴管烧杯、漏斗、铁架台2、实验所用的药品及配置：纯度为2级的水、盐酸（HCL）、每升含1g铅的标准储备溶液：称取1.598g(准确至1mg)硝酸铅（先在105℃干燥2小时）于1000ml容量瓶中，用盐酸溶液（2.4.1）溶解，并稀释至刻度，充分摇匀。1ml此标准储备溶液含1mg铅、每升含100mg铅的标准溶液：用移液管将100ml标准储备溶液（2.4.4）移入1000ml容量瓶中，用盐酸溶液（2.4.1）稀释至刻度，并充分摇匀。1ml此标准溶液含100ug铅、丙酮、1.1.1-三氯乙烷、四氢呋喃、盐酸浓溶液、乙醇、硝酸3、实验原理用合适的溶剂稀释液体试样,随后用离心机分离出样品中的颜料。根据被检测的产品有三种分离方法。用0.07mol/l盐酸萃取由母体中分离出来的颜料；将离心得到的液体部分蒸发至干，残渣经干燥，灰化，用硝酸萃取。采用火焰原子吸收仪，将试验溶液吸入乙炔/空气火焰中，测量由铅空心阴极灯发射的选择谱线波长在283.3nm，电流为6mA处来吸收，来测定溶液中的“可溶性”铅的含量。4、引用标准GB6682实验室用水规格。GB9760涂料和清漆液体或粉末状涂料中酸萃取物的制备。5、实验步骤①铅标准参比溶液的配制取100ml标准溶液稀释至1000ml；用滴定管按表2-1所示的体积数将铅标准溶液分别加到6个100ml容量瓶中，再分别用盐酸稀释至刻度，并充分摇匀。②标准工作曲线的绘制以标准参比溶液铅的浓度（以ug/ml计）为横坐标，以相应的吸光度值减去空白试验溶液的吸光度值为纵坐标，绘制曲线。③试样的处理a.分离液体涂料样品中的颜料b.用酸萃取“可溶性”金属（此法用于总铅含量小于1%（m/m）的涂料。颜料和酸的质量比为1：15。）c.萃取得到的液体部分的处理（一份萃取的液体部分和空白试验溶液）④测定⑤计算公式试样的处理：a.分离液体涂料样品中的颜料∮、称量一批离心管，准确到10mg。于每只管子中加入10-20g制备好的试样，操作时应注意避免玷污离心管壁和管口。立即称量管子和试样，准确到10mg。加入所选择的溶剂至管子约1/2处，用玻璃棒充分搅拌。用溶剂洗净各玻璃棒，将全部洗涤液加到相应的管子中。继续添加溶剂，使相对应的离心管平衡到0.1g之内，应注意保证足够的工作液面而不溢出。离心分离，直至完全分离成一层清澈的液体和一个颜料饼为止。将一组离心管的上层清夜完全倾入容器内。∮、再往各试管中加溶剂，重复上面操作，进行三次。在此过程中要特别注意使颜料饼充分分散。为助其迅速干燥，最后用丙酮代替所选择的溶剂。加丙酮混合时，要特别注意使整个颜料饼分散。离心分离并转移溶液到上述容器里。保存此合并萃取液，用作以下实验中。残余的丙酮蒸发后，将离心管放入烘箱内，于105±2℃下恒温至少3h。取出放入干燥器中，冷却至室温并称量，准确到10mg。∮、然后重新放入已恒温的烘箱中，恒温至少1h，取出，在干燥器中冷却至室温后称量。重复上述步骤操作，直至恒重，即两次连续称量结果之差不大于10mg。∮、计算涂料中颜料的含量，以涂料试样的质量百分数表示。∮、在分离操作步骤结束时，检查干燥的颜料饼，如能容易地粉碎，就表明漆基已令人满意的被萃取了。如果颜料仍有粘聚现象，应选用更合适的溶剂或混合溶剂，对原涂料试样重复上述整个操作步骤。（注：最后至少要得到10g的颜料）∮、将上面得到的一组干燥的颜料全部取出，放在两张光滑的纸之间，小心敲碎，用轻轻压滚而无研磨的动作分散颜料，使其恰能通过500μm筛网，待全部颜料通过筛网后进行收集。∮、将过筛的颜料全部装入称量瓶内，置于烘箱内，在105±2℃下恒温烘2h。取出此称量瓶并贮存在干燥器中，供萃取用。试样的处理b.用酸萃取“可溶性”金属∮、将制备好的颜料或粉末状涂料以两份试样平行进行萃取。萃取和分析前试样应避免阳光直接照射。∮、称取5.0±0.01g制备好的颜料试样到一只洁净干燥的150ml烧杯中，用2mL或比润湿试样最低量稍多一点的乙醇润湿试样，粉末状涂料可用其它合适的润湿计。装上机械搅拌器并加入75mL预先在水浴调节到23±2℃的稀盐酸。将烧杯放在23±2℃的水浴上并立即开始搅拌混合物。将pH计的电极插入混合物，如有需要，可滴加浓盐酸（2.3.5），使混合物的pH值调节为稀盐酸（2.3.1）的pH值。继续搅拌15±1min后，使其于23±2℃下静止15±1min。随后将混合物倾入过滤装置上的薄膜过滤器中进行过滤，收集起始10min里所得的清澈的滤液于合适的玻璃容器内，立即盖上容器盖子。∮、保留过滤的萃取液，用于后面部分作“可溶性”铅的测定。滤液应恰当的分成几份，供每次测定用。应尽可能地在4小时内进行“可溶性”金属的测定。试样的处理c.萃取得到的液体部分的处理﹠、将贮存在有盖玻璃容器里的按分离步骤得到的溶液置于一个合适的容量瓶中，用溶剂或混合溶剂稀释到规定的体积。转移一份试样到合适容积的瓷或二氧化硅的器皿里，放在水浴锅上蒸发，以出去大部分溶剂。将器皿放在电热板上，缓慢升温以除去全部残留溶剂，逐渐升高电热板温度，直至物质开始炭化。随后，将器皿放在马弗炉里，维持温度475±25℃下灰化。当灰化完全后，从马弗炉中取出器皿并使之冷却至室温，用玻璃棒将灰化物敲碎成极细的颗粒，并将该棒留在器皿内，供下面过滤步骤使用。（※为防止灰化物反应剧烈，应缓慢加入10mL硝酸，以避免物质损失。）﹠、在电热板上小心加热，直至溶液剩余2-3mL，再加入10mL硝酸，继续在电热板上加热直至残余溶液少于5mL为止。加20-25mL水，用中速滤纸过滤，滤液用100mL容量瓶收集。若滤液不清澈，则应以慢速滤纸重滤。﹠、用水洗涤器皿和滤纸数次，将全部洗涤液转移到容量瓶里，用盐酸稀释到刻度并摇匀。﹠、保留滤液，做各种“可溶性”金属含量的测定。滤液应分几份，供每次测定用。④测定调整光谱仪，首先测量盐酸溶液的吸光度，然后对每个实验溶液的吸光度测量三次，随后再测量盐酸。最后，为了证实仪器灵敏度没有变化，需再测定标准参比溶液No.3的吸光度。若试验溶液的吸光度值高于浓度最高的铅标准参比溶液的吸光度值，则应用已知体积的盐酸适当地稀释该试验溶液（稀释因子F）⑤计算公式a.液体涂料的颜料部分盐酸萃取液中可溶性铅的质量下式计算：mo=…………….(1)液体涂料的颜料部分可溶性铅的含量按下式计算：C’pb1=…………(2)mo=1160110FVaa1021201010mPmPmmb.涂料的萃取液体部分（1）萃取液中铅的质量按式（3）计算：m2=………………………..(3)（2）涂料的液体部分中铅的含量按（4）计算：Cpb2=……………………………….(4)c.液体涂料液体涂料中“可溶性”铅的总含量：Cpb3=Cpb1+Cpb22260110FVbb23210mm重金属污染的预防1、增加膳食纤维的摄入2、改善机体的营养状况以及食物的营养平衡3、适当增加无机盐的摄入4、控制脂肪的摄入5、多喝茶、多吃豆类6、选购较为安全的食物